Tên lửa không đối không AAM (Air-to-air missile) là tên lửa được bắn từ máy bay với mục đích tiêu diệt máy bay khác. AAM thường được cung cấp bởi một hoặc nhiều động cơ tên lửa, thường là nhiên liệu rắn nhưng đôi khi là nhiên liệu lỏng. Các động cơ phản lực, như được sử dụng trên Thiên thạch, đang nổi lên như một động cơ đẩy sẽ cho phép các tên lửa tầm trung đến tầm xa trong tương lai duy trì tốc độ trung bình cao hơn trên đường bao tương tác của chúng.
Tên lửa không đối không thường được chia thành 2 nhóm. Những loại được thiết kế để tấn công máy bay đối phương ở cự ly dưới 16 km được gọi là tên lửa tầm ngắn (short-range ) hoặc trong tầm nhìn (within visual range, SRAAM hoặc WVRAAM) và đôi khi được gọi là tên lửa không chiến (dogfight) vì chúng được thiết kế để tối ưu hóa khả năng linh hoạt hơn là tầm bắn. Hầu hết sử dụng hướng dẫn hồng ngoại và được gọi là tên lửa tầm nhiệt. Ngược lại, tên lửa tầm trung (medium-range missiles, MRAAM) hoặc tầm xa (long-range missiles, LRAAM), cả hai đều thuộc danh mục tên lửa ngoài tầm nhìn BVRAAM (beyond-visual-range missiles), có xu hướng dựa vào dẫn hướng của radar, có nhiều dạng. Một số hiện đại sử dụng hướng dẫn quán tínhvà/hoặc “cập nhật giữa hành trình” để đưa tên lửa đến đủ gần để sử dụng cảm biến dẫn đường chủ động. Các khái niệm về tên lửa không đối không và tên lửa đất đối không có liên quan rất chặt chẽ và trong một số trường hợp, các phiên bản của cùng một loại vũ khí có thể được sử dụng cho cả hai vai trò, chẳng hạn như ASRAAM và Sea Ceptor.
Lịch sử
Tên lửa không đối không phát triển từ các tên lửa không đối không không điều khiển được sử dụng trong Thế chiến I. Tên lửa Le Prieur đôi khi được gắn vào thanh chống của máy bay hai tầng cánh và bắn bằng điện, thường là chống lại khí cầu quan sát, bởi những phi công đầu tiên như Albert Ball và AM Walters. Đối mặt với ưu thế trên không của quân Đồng minh, Đức trong Thế chiến II đã đầu tư nỗ lực hạn chế vào nghiên cứu tên lửa, ban đầu điều chỉnh đường đạn của hệ thống tên lửa bộ binh 21 cm Nebelwerfer 42 không điều khiển thành tên lửa phòng không BR 21 phóng từ trên không vào năm 1943; dẫn đến việc triển khai R4M tên lửa không điều khiển và phát triển các nguyên mẫu tên lửa dẫn đường khác nhau như Ruhrstahl X-4.
Hải quân Hoa Kỳ và Lực lượng Không quân Hoa Kỳ bắt đầu trang bị tên lửa dẫn đường vào năm 1956, triển khai AIM-4 Falcon của USAF và AIM-7 Sparrow của USN và AIM-9 Sidewinder. Nghiên cứu sau chiến tranh đã khiến Lực lượng Không quân Hoàng gia đưa Fairey Fireflash vào phục vụ năm 1957 nhưng kết quả của họ không thành công. Lực lượng Không quân Liên Xô đã đưa tên lửa K-5 vào trang bị vào năm 1957. Khi các hệ thống tên lửa tiếp tục phát triển, chiến tranh trên không hiện đại hầu như chỉ bao gồm bắn tên lửa. Việc sử dụng chiến đấu ngoài tầm nhìn đã trở nên phổ biến ở Mỹ đến nỗi F-4 đời đầu các biến thể chỉ được trang bị tên lửa vào những năm 1960. Tỷ lệ thương vong cao trong Chiến tranh Việt Nam khiến Mỹ phải áp dụng lại các chiến thuật không chiến truyền thống và pháo tự động nhưng tên lửa vẫn là vũ khí chính trong không chiến.
Trong Chiến tranh Falklands, những chiếc Harrier của Anh sử dụng tên lửa AIM-9L đã có thể hạ gục đối thủ Argentina nhanh hơn. Kể từ cuối thế kỷ XX, các thiết kế tìm kiếm nhiệt ở mọi khía cạnh có thể khóa mục tiêu từ nhiều góc độ khác nhau, không chỉ từ phía sau, nơi tín hiệu nhiệt từ động cơ mạnh nhất. Các loại khác dựa vào hướng dẫn của radar (trên máy bay hoặc được “vẽ” bởi máy bay phóng).
Sử dụng tên lửa không đối không làm tên lửa đất đối không
Năm 1999, tên lửa R-73 đã được lực lượng Serb điều chỉnh cho tên lửa đất đối không. Trung tâm nghiên cứu và phát triển tên lửa của phong trào Houthi và Lực lượng tên lửa đã thử bắn R-27/R-60/R-73/R-77 chống lại máy bay của Saudi. Sử dụng kho dự trữ tên lửa từ kho của Lực lượng Không quân Yemen. Vấn đề đối với R-27 và R-77 là thiếu radar để hỗ trợ dẫn đường đến mục tiêu. Tuy nhiên, R-73 và R-60 là tên lửa tìm nhiệt hồng ngoại. Họ chỉ yêu cầu, năng lượng, nitơ lỏng “để làm mát đầu thiết bị tìm kiếm” và một cột phóng để phóng tên lửa. Những tên lửa này đã được ghép nối với một “tháp pháo FLIR Systems ULTRA 8500 do Mỹ sản xuất”. Chỉ có một lần bỏ lỡ gần đã được xác minh và đó là một R-27T bắn vào F-15SA của Lực lượng Không quân Hoàng gia Ả Rập Saudi. Tuy nhiên, nhược điểm là những tên lửa này được dự định bắn từ một máy bay chiến đấu phản lực chống lại một máy bay chiến đấu khác. Vì vậy, động cơ và tải trọng nhiên liệu nhỏ hơn so với tên lửa đất đối không được chế tạo có mục đích.
Đối với phương Tây, người Mỹ gốc Na Uy đã tạo ra NASAMS dựa vào việc sử dụng tên lửa AIM-9 Sidewinder, IRIS-T và AMRAAM (phiên bản ER) để đánh chặn mục tiêu. Không có tên lửa nào trong số này yêu cầu sửa đổi và do đó nó có thể lấy tên lửa trực tiếp từ máy bay. Tuy nhiên, NASAMS vẫn là một khái niệm chưa được thử nghiệm chiến đấu, nó mới chỉ tham gia thành công một tên lửa hành trình mô phỏng. Nếu được triển khai tới Ukraine, đây sẽ là lần đầu tiên hệ thống tên lửa này được sử dụng trong chiến đấu.
Đầu đạn
Đầu đạn nổ thông thường, đầu đạn phân mảnh hoặc đầu đạn thanh liên tục (hoặc sự kết hợp của bất kỳ loại nào trong ba loại đầu đạn đó) thường được sử dụng trong nỗ lực vô hiệu hóa hoặc tiêu diệt máy bay mục tiêu. Đầu đạn thường được kích nổ bằng ngòi nổ gần hoặc bằng ngòi nổ tác động nếu nó trúng đích trực tiếp. Ít phổ biến hơn, đầu đạn hạt nhân đã được gắn trên một số lượng nhỏ các loại tên lửa không đối không (chẳng hạn như AIM-26 Falcon) mặc dù chúng chưa từng được sử dụng trong chiến đấu.
Dẫn hướng
Tên lửa được dẫn hướng hoạt động bằng cách phát hiện mục tiêu của chúng (thường bằng phương pháp radar hoặc hồng ngoại, mặc dù hiếm khi các phương pháp khác như dẫn đường bằng laze hoặc theo dõi quang học), sau đó “tìm đường” đến mục tiêu trong quá trình va chạm.
Mặc dù tên lửa có thể sử dụng radar hoặc dẫn hướng hồng ngoại để nhắm mục tiêu, nhưng máy bay phóng có thể phát hiện và theo dõi mục tiêu trước khi phóng bằng các phương tiện khác. Tên lửa dẫn đường bằng tia hồng ngoại có thể được “làm nô lệ” cho radar tấn công để tìm mục tiêu và tên lửa dẫn đường bằng radar có thể được phóng vào mục tiêu được phát hiện bằng mắt hoặc thông qua hệ thống tìm kiếm và theo dõi hồng ngoại IRST (infra-red search and track), mặc dù chúng có thể yêu cầu radar tấn công để chiếu sáng mục tiêu trong quá trình đánh chặn một phần hoặc toàn bộ tên lửa.
Radar dẫn hướng
Dẫn đường bằng radar thường được sử dụng cho tên lửa tầm trung hoặc tầm xa, trong đó tín hiệu hồng ngoại của mục tiêu quá mờ để máy dò hồng ngoại có thể theo dõi. Có ba loại tên lửa dẫn đường bằng radar cơ bản – chủ động, bán chủ động và thụ động.
Tên lửa dẫn đường bằng radar có thể bị chống lại bằng cách cơ động nhanh (có thể khiến chúng bị “phá khóa” hoặc có thể khiến chúng vượt quá giới hạn), triển khai vũ khí hoặc sử dụng các biện pháp đối phó điện tử.
Radar dẫn đường chủ động
Tên lửa dẫn đường bằng radar chủ động AR (Active radar) mang theo hệ thống radar riêng để phát hiện và theo dõi mục tiêu. Tuy nhiên, kích thước của ăng-ten radar bị giới hạn bởi đường kính nhỏ của tên lửa, hạn chế tầm bắn của nó, điều này thường có nghĩa là những tên lửa đó được phóng ở vị trí mục tiêu được dự đoán trong tương lai, thường dựa vào các hệ thống dẫn đường riêng biệt như Hệ thống định vị toàn cầu, dẫn đường quán tính, hoặc bản cập nhật giữa hành trình từ máy bay phóng hoặc hệ thống khác có thể giao tiếp với tên lửa để đưa tên lửa đến gần mục tiêu. Tại một điểm xác định trước (thường dựa trên thời gian kể từ khi phóng hoặc đến gần vị trí mục tiêu dự đoán), hệ thống radar của tên lửa được kích hoạt (tên lửa được cho là “hoạt động”) và sau đó tên lửa lao vào mục tiêu.
Nếu khoảng cách từ máy bay tấn công đến mục tiêu nằm trong tầm hoạt động của hệ thống radar của tên lửa, tên lửa có thể “hoạt động” ngay khi phóng.
Ưu điểm lớn của hệ thống dẫn đường bằng radar chủ động là nó cho phép chế độ tấn công “bắn và quên”, trong đó máy bay tấn công có thể tự do truy đuổi các mục tiêu khác hoặc thoát khỏi khu vực sau khi phóng tên lửa.
Radar dẫn đường bán chủ động
Tên lửa dẫn đường bằng radar bán chủ động SARH (semi-active radar homing) đơn giản và phổ biến hơn. Chúng hoạt động bằng cách phát hiện năng lượng radar phản xạ từ mục tiêu. Năng lượng radar được phát ra từ hệ thống radar của máy bay phóng.
Tuy nhiên, điều này có nghĩa là máy bay phóng phải duy trì “khóa” mục tiêu (tiếp tục chiếu sáng máy bay mục tiêu bằng radar của chính nó) cho đến khi tên lửa thực hiện đánh chặn. Điều này hạn chế khả năng cơ động của máy bay tấn công, điều này có thể cần thiết nếu các mối đe dọa đối với máy bay tấn công xuất hiện.
Một lợi thế của tên lửa dẫn đường SARH là chúng đang di chuyển trên tín hiệu radar phản xạ, vì vậy độ chính xác thực sự tăng lên khi tên lửa đến gần hơn do phản xạ đến từ một “nguồn điểm” chính là mục tiêu. Để chống lại điều này, nếu có nhiều mục tiêu, mỗi mục tiêu sẽ phản xạ cùng một tín hiệu radar và tên lửa có thể bị nhầm lẫn không biết mục tiêu nào là nạn nhân dự định của nó. Tên lửa có thể không chọn được mục tiêu cụ thể và bay xuyên qua đội hình mà không vượt qua phạm vi sát thương của bất kỳ máy bay cụ thể nào. Các tên lửa mới hơn có các mạch logic trong hệ thống dẫn đường của chúng để giúp ngăn chặn vấn đề này.
Đồng thời, việc gây nhiễu khóa tên lửa dễ dàng hơn vì máy bay phóng ở xa mục tiêu hơn so với tên lửa, do đó tín hiệu radar phải truyền đi xa hơn và bị suy giảm nhiều theo khoảng cách. Điều này có nghĩa là tên lửa có thể bị gây nhiễu hoặc “giả mạo” bởi các biện pháp đối phó có tín hiệu mạnh hơn khi tên lửa đến gần hơn. Một biện pháp đối phó với điều này là khả năng “home on jam” trong tên lửa cho phép nó tiếp cận tín hiệu gây nhiễu.
Beam-riding
Một hình thức dẫn đường ban đầu của radar là dẫn theo chùm tia BR (beam-riding). Trong phương pháp này, máy bay tấn công hướng một chùm năng lượng radar hẹp vào mục tiêu. Tên lửa không đối không được phóng vào chùm tia, nơi các cảm biến ở phía sau tên lửa điều khiển tên lửa, giữ nó trong chùm tia. Miễn là chùm tia được giữ trên máy bay mục tiêu, tên lửa sẽ di chuyển chùm tia cho đến khi thực hiện đánh chặn.
Mặc dù đơn giản về mặt khái niệm, nhưng việc di chuyển rất khó khăn do thách thức phải đồng thời giữ chùm tia chắc chắn vào mục tiêu (không thể dựa vào đó để hợp tác bằng cách bay thẳng và bay ngang), tiếp tục lái máy bay của chính mình và theo dõi các biện pháp đối phó của kẻ thù.
Một điều phức tạp nữa là chùm tia sẽ lan ra thành hình nón khi khoảng cách với máy bay tấn công tăng lên. Điều này sẽ dẫn đến độ chính xác thấp hơn cho tên lửa vì chùm tia thực sự có thể lớn hơn máy bay mục tiêu khi tên lửa đến. Tên lửa có thể bám sát trong chùm tia nhưng vẫn không đủ gần để tiêu diệt mục tiêu.
Dẫn hướng hồng ngoại
Tên lửa dẫn đường bằng tia hồng ngoại IR (infrared guidance) về đích nhờ sức nóng do máy bay tạo ra. Các máy dò hồng ngoại ban đầu có độ nhạy kém nên chỉ có thể theo dõi các ống xả nóng của máy bay. Điều này có nghĩa là máy bay tấn công phải di chuyển đến vị trí phía sau mục tiêu trước khi có thể bắn tên lửa dẫn đường hồng ngoại. Điều này cũng hạn chế tầm bắn của tên lửa vì dấu hiệu hồng ngoại sớm trở nên quá nhỏ để có thể phát hiện được khi khoảng cách ngày càng tăng và sau khi phóng, tên lửa đang chơi trò “đuổi kịp” mục tiêu của nó. Những đầu tìm kiếm hồng ngoại ban đầu không thể sử dụng được trong mây hoặc mưa (vẫn còn hạn chế ở một mức độ nào đó) và có thể bị phân tâm bởi mặt trời, sự phản chiếu của mặt trời khỏi đám mây hoặc vật thể trên mặt đất hoặc bất kỳ vật thể “nóng” nào khác trong tầm nhìn của nó.
Các tên lửa dẫn đường bằng tia hồng ngoại hiện đại hơn có thể phát hiện sức nóng của vỏ máy bay, bị nóng lên do ma sát của luồng không khí, bên cạnh dấu hiệu nhiệt mờ hơn của động cơ khi máy bay được nhìn từ bên cạnh hoặc trực diện. Điều này, kết hợp với khả năng cơ động cao hơn, mang lại cho chúng khả năng “mọi mặt” và máy bay tấn công không còn phải ở phía sau mục tiêu để khai hỏa. Mặc dù phóng từ phía sau mục tiêu làm tăng xác suất trúng đích, nhưng máy bay phóng thường phải ở gần mục tiêu hơn trong một cuộc giao tranh rượt đuổi như vậy.
Máy bay có thể phòng thủ trước tên lửa hồng ngoại bằng cách thả pháo sáng nóng hơn máy bay, vì vậy tên lửa nhắm vào mục tiêu sáng hơn, nóng hơn. Đổi lại, tên lửa IR có thể sử dụng các bộ lọc để cho phép nó bỏ qua các mục tiêu có nhiệt độ không nằm trong phạm vi xác định.
Cũng có thể sử dụng mồi nhử được kéo gần giống với nhiệt độ của động cơ và thiết bị gây nhiễu hồng ngoại. Một số máy bay lớn và nhiều máy bay trực thăng chiến đấu sử dụng cái gọi là thiết bị gây nhiễu hồng ngoại “cục gạch nóng” (hot brick), thường được gắn gần động cơ. Nghiên cứu hiện tại đang phát triển các thiết bị laser có thể giả mạo hoặc phá hủy hệ thống dẫn đường của tên lửa dẫn đường hồng ngoại.
Các tên lửa đầu thế kỷ XXI như ASRAAM sử dụng đầu tìm kiếm “hồng ngoại hình ảnh” “nhìn thấy” mục tiêu (giống như máy quay video kỹ thuật số) và có thể phân biệt giữa máy bay và nguồn nhiệt điểm như pháo sáng. Chúng cũng có góc phát hiện rất rộng, vì vậy máy bay tấn công không cần phải hướng thẳng vào mục tiêu để khóa tên lửa. Phi công có thể sử dụng kính ngắm gắn trên mũ HMS (helmet mounted sight) và nhắm mục tiêu vào một máy bay khác bằng cách nhìn vào nó, sau đó khai hỏa. Điều này được gọi là khởi động “không nhìn xa trông rộng” (off-boresight). Ví dụ, Su-27 của Nga được trang bị hệ thống tìm kiếm và theo dõi hồng ngoại IRST (infra-red search and track) với máy đo khoảng cách laser cho các tên lửa nhắm vào HMS của mình.
Quang điện
Một tiến bộ gần đây trong dẫn hướng tên lửa là hình ảnh quang điện. Máy bay Python-5 của Israel có thiết bị tìm kiếm quang điện quét khu vực được chỉ định để tìm mục tiêu thông qua hình ảnh quang học. Sau khi chiếm được mục tiêu, tên lửa sẽ khóa mục tiêu để tiêu diệt. Công cụ tìm kiếm quang điện có thể được lập trình để nhắm mục tiêu vào khu vực quan trọng của máy bay, chẳng hạn như buồng lái. Vì nó không phụ thuộc vào tín hiệu nhiệt của máy bay mục tiêu nên nó có thể được sử dụng để chống lại các mục tiêu tỏa nhiệt thấp như UAV và tên lửa hành trình. Tuy nhiên, mây có thể cản trở các cảm biến quang điện.
Chống bức xạ thụ động
Các thiết kế dẫn hướng tên lửa đang phát triển đang chuyển đổi thiết kế tên lửa chống bức xạ ARM (anti-radiation missile), đi tiên phong trong thời gian ở Việt Nam và được sử dụng để chống lại các địa điểm tên lửa đất đối không SAM (surface-to-air missile) phát xạ, thành vũ khí đánh chặn trên không. Sự phát triển tên lửa chống bức xạ thụ động không đối không hiện tại được cho là một biện pháp đối phó với máy bay kiểm soát và cảnh báo sớm trên không (AEW&C – còn được gọi là AEW hoặc AWACS) vốn thường gắn các radar tìm kiếm mạnh mẽ.
Do sự phụ thuộc của chúng vào phát xạ radar của máy bay mục tiêu, khi được sử dụng để chống lại máy bay chiến đấu, tên lửa chống bức xạ thụ động chủ yếu bị giới hạn ở hình dạng đánh chặn phía trước.
Một khía cạnh khác của dẫn đường chống bức xạ thụ động là chế độ “home on jam”, khi được cài đặt, cho phép tên lửa dẫn đường bằng radar lao vào điểm gây nhiễu của máy bay mục tiêu nếu thiết bị tìm kiếm chính bị gây nhiễu bởi các biện pháp đối phó điện tử của phi cơ mục tiêu.
Thiết kế
Tên lửa không đối không thường có hình trụ dài, mỏng để giảm tiết diện của chúng và do đó giảm thiểu lực cản ở tốc độ cao mà chúng di chuyển. Tên lửa được chia thành 5 hệ thống chính (từ trước ra sau): thiết bị tìm kiếm, hệ thống dẫn đường, đầu đạn, động cơ tên lửa và hoạt động điều khiển.
Ở phía trước là thiết bị tìm kiếm, có thể là hệ thống radar, radar homer hoặc máy dò hồng ngoại. Đằng sau đó là hệ thống điện tử hàng không điều khiển tên lửa. Thông thường sau đó, ở trung tâm của tên lửa, là đầu đạn, thường là vài kg chất nổ mạnh được bao quanh bởi kim loại có thể phân mảnh khi kích nổ (hoặc trong một số trường hợp là kim loại phân mảnh trước).
Phần phía sau của tên lửa chứa hệ thống đẩy, thường là một loại tên lửa nào đó và hệ thống truyền động điều khiển hoặc CAS. Tên lửa nhiên liệu rắn lực đẩy kép là phổ biến, nhưng một số tên lửa tầm xa hơn sử dụng động cơ nhiên liệu lỏng có thể “điều tiết” để mở rộng tầm bắn và bảo toàn nhiên liệu cho lần di chuyển cuối cùng tốn nhiều năng lượng. Một số tên lửa nhiên liệu rắn bắt chước kỹ thuật này với động cơ tên lửa thứ hai đốt cháy trong giai đoạn tự dẫn đường. Có những tên lửa đang được phát triển, chẳng hạn như MBDA Meteor, “thở” không khí (sử dụng động cơ ramjet, tương tự như động cơ phản lực) để mở rộng tầm bắn của chúng.
Các tên lửa hiện đại sử dụng động cơ “ít khói” – những tên lửa ban đầu tạo ra những vệt khói dày đặc mà phi hành đoàn của máy bay mục tiêu có thể dễ dàng nhìn thấy để cảnh báo họ về cuộc tấn công và giúp họ xác định cách trốn tránh nó.
CAS thường là một hệ thống truyền động điều khiển servo, cơ điện, lấy đầu vào từ hệ thống dẫn đường và điều khiển các cánh gió hoặc vây ở phía sau tên lửa để dẫn hướng hoặc điều khiển vũ khí đến mục tiêu.
Phạm vi tên lửa
Một tên lửa phải tuân theo tầm bắn tối thiểu, trước phạm vi đó nó không thể cơ động hiệu quả. Để cơ động đủ từ góc phóng kém ở cự ly ngắn để bắn trúng mục tiêu, một số tên lửa sử dụng vectơ lực đẩy, cho phép tên lửa bắt đầu “khỏi đường ray”, trước khi động cơ của nó tăng tốc lên tốc độ đủ cao để các bề mặt khí động học nhỏ trở nên hữu ích.
Hiệu suất
Một số thuật ngữ thường xuất hiện trong các cuộc thảo luận về hiệu suất của tên lửa không đối không.
Vùng phóng thành công (Launch success zone)
Vùng phóng thành công là phạm vi trong đó có xác suất tiêu diệt cao (được xác định) đối với mục tiêu vẫn không biết về sự tham gia của nó cho đến thời điểm cuối cùng. Khi được cảnh báo trực quan hoặc bằng hệ thống cảnh báo, mục tiêu sẽ cố gắng thực hiện trình tự thao tác cuối cùng.
Cực F (F-pole)
Một thuật ngữ liên quan chặt chẽ là Cực F. Đây là khoảng nghiêng giữa máy bay phóng và mục tiêu tại thời điểm đánh chặn. Cực F càng lớn thì độ tin cậy rằng máy bay phóng sẽ đạt được ưu thế trên không với tên lửa đó càng lớn.
Cực A (A-pole)
Đây là khoảng nghiêng giữa máy bay phóng và mục tiêu tại thời điểm tên lửa bắt đầu dẫn hướng chủ động hoặc thu được mục tiêu bằng thiết bị tìm kiếm chủ động của tên lửa. Cực A càng lớn đồng nghĩa với việc máy bay phóng cần ít thời gian hơn và có thể là khoảng cách lớn hơn để hỗ trợ dẫn đường cho tên lửa cho đến khi thu được thiết bị tìm kiếm tên lửa.
Vùng không thoát (No-escape zone)
Vùng không thoát là vùng trong đó có xác suất tiêu diệt cao (được xác định) đối với mục tiêu ngay cả khi nó đã được cảnh báo. Vùng này được xác định là một hình nón có đỉnh ở vị trí phóng tên lửa. Chiều dài và chiều rộng của hình nón được xác định bởi hiệu suất của tên lửa và đầu tìm kiếm. Tốc độ, phạm vi và độ nhạy của đầu tìm kiếm chủ yếu sẽ quyết định độ dài của hình nón tưởng tượng này, trong khi sự nhanh nhẹn (tốc độ quay đầu) và độ phức tạp của đầu tìm kiếm (tốc độ phát hiện và khả năng phát hiện mục tiêu lệch trục) sẽ quyết định chiều rộng của hình nón.
Không chiến (Dogfight)
Tên lửa không đối không tầm ngắn được sử dụng trong “không chiến” thường được phân loại thành năm “thế hệ” theo những tiến bộ công nghệ lịch sử. Hầu hết những tiến bộ này là trong công nghệ tìm kiếm hồng ngoại (sau này được kết hợp với xử lý tín hiệu kỹ thuật số).
Thế hệ đầu tiên
Các tên lửa tầm ngắn ban đầu như Sidewinder đời đầu và tên lửa K-13 (AA-2 Atoll) có đầu dò hồng ngoại với trường nhìn hẹp (30 độ) và yêu cầu kẻ tấn công phải định vị phía sau mục tiêu (rear aspect engagement). Điều này có nghĩa là máy bay mục tiêu chỉ phải thực hiện một cú ngoặt nhẹ để di chuyển ra ngoài tầm nhìn của đầu tìm kiếm tên lửa và khiến tên lửa mất dấu mục tiêu (“phá khóa”).
Thế hệ thứ hai
Tên lửa thế hệ thứ hai sử dụng các thiết bị tìm kiếm hiệu quả hơn giúp cải thiện trường nhìn lên 45 độ.
Thế hệ thứ ba
Thế hệ này đã giới thiệu tên lửa “mọi khía cạnh” (all aspect), bởi vì những đầu tìm kiếm nhạy cảm hơn cho phép kẻ tấn công bắn vào mục tiêu ở bên cạnh chính nó, tức là từ mọi khía cạnh chứ không chỉ phía sau. Điều này có nghĩa là trong khi trường nhìn vẫn bị giới hạn trong một hình nón khá hẹp, thì cuộc tấn công ít nhất không cần phải ở phía sau mục tiêu.
Thế hệ thứ tư
Tên lửa R-73 (AA-11 Archer) được đưa vào sử dụng năm 1985 và đánh dấu một thế hệ tên lửa không chiến mới. Nó có tầm nhìn rộng hơn và có thể được nhắm vào mục tiêu bằng cách sử dụng kính ngắm gắn trên mũ phi công. Điều này cho phép nó được phóng vào các mục tiêu mà các tên lửa thế hệ cũ thường nhìn về phía trước trong khi chờ phóng không thể nhìn thấy. Khả năng này, kết hợp với một động cơ mạnh hơn cho phép tên lửa cơ động chống lại các mục tiêu băng qua và phóng ở tầm xa hơn, giúp máy bay phóng cải thiện sự tự do chiến thuật.
Các thành viên khác của thế hệ thứ 4 sử dụng các mảng mặt phẳng tiêu cự để mang lại khả năng quét và chống các biện pháp đối phó được cải thiện đáng kể (đặc biệt là chống pháo sáng). Những tên lửa này cũng nhanh nhẹn hơn nhiều, một số bằng cách sử dụng vectơ lực đẩy (thường là lực đẩy gimballed).
Thế hệ thứ năm
Thế hệ tên lửa tầm ngắn mới nhất một lần nữa được xác định bởi những tiến bộ trong công nghệ đầu dò, lần này là đầu dò hồng ngoại hình ảnh quang điện tử IIR (imaging infrared) cho phép tên lửa “nhìn thấy” hình ảnh thay vì “điểm” bức xạ hồng ngoại (nhiệt) đơn lẻ. Các cảm biến kết hợp với xử lý tín hiệu kỹ thuật số mạnh mẽ hơn mang lại những lợi ích sau:
– Khả năng đối phó bằng tia hồng ngoại IRCM (infrared counter countermeasures) lớn hơn, bằng cách có thể phân biệt máy bay với các biện pháp đối phó bằng tia hồng ngoại như pháo sáng.
– Độ nhạy lớn hơn có nghĩa là phạm vi lớn hơn và khả năng xác định các mục tiêu bay thấp nhỏ hơn như UAV.
– Hình ảnh mục tiêu chi tiết hơn cho phép nhắm mục tiêu vào các bộ phận dễ bị tổn thương hơn của máy bay thay vì chỉ hướng vào nguồn hồng ngoại sáng nhất (khí thải).
Tên lửa thế hệ thứ năm được biết đến:
– IRIS-T – Tập đoàn dẫn đầu của Đức (từ 2005)
– R-73 M2 (“AA-11 Archer”) – Nga (1983).
– R-77 M1 (“AA-12 Adder”) – Nga (1994).
– R-37 (Thử nghiệm hoàn thành năm 1989).
– MICA – Pháp (1996-).
– ASRAAM – Vương quốc Anh (1998-).
– AIM-9X Sidewinder – Mỹ (2003-).
– ASTRA – Ấn Độ (2017-).
– Python 5 – Israel (2003-).
– A-Darter Nam Phi và Brazil – (2019-).
– PL-21, PL-15, PL-12, PL-10 – Trung Quốc.
– AAM-5 – Nhật Bản.
– AIM-120 AMRAAM – Hoa Kỳ (những năm 1990-).
– Gökdoğan (Peregrine) (đang phát triển) – Thổ Nhĩ Kỳ.
– Bozdoğan (Merlin) – Thổ Nhĩ Kỳ (2021s-).
– Novator KS-172 – Nga và Ấn Độ.
– Meteor – Châu Âu (2016-).
Tên lửa không đối không điển hình
– Molniya R-60: 43,5 kg; của Liên Xô, Nga; 1974-; đầu đạn 3 kg, thanh mở rộng; phạm vi 8 km; tốc độ Mach 2.7.
– K-5; 82,7 kg; Liên Xô, Nga; 1957-1977; đầu đạn 13 kg; nổ mạnh; 2-6 km; Mach 2.33.
– AIM-9 Sidewinder; 86kg; Hoa Kỳ; 1956-; 9,4 kg, phân mảnh nổ hình khuyên; 18 km; Mach 2.5.
– Diehl IRIS-T: 87,4 kg; Đức; 2005-; 11,4 kg, nổ cao/phân mảnh; 25 km; Mach 3.
– AIM-132 ASRAAM: 88 kg; Vương quốc Anh; 2002-; 10 kg, nổ/ phân mảnh; 25 km; Mach 3+.
– Matra R550 Magic/Magic 2: 89 kg; Pháp; Magic, 1976-1986; Magic 2, 1986-; 12,5 kg, nổ / phân mảnh; 20 km; Mach 2.7.
– Vympel R-73: 105 kg; Nga; 1982-; 7,4 kg, phân mảnh; 20-40 km; Mach 2.5.
– MICA-EM/-IR: 112 kg; Pháp; 1996- (EM); 2000- (IR); 12 kg, nổ/phân mảnh, mảnh vụn tập trung nổ cao; >60 km; Mach 4.
– Rafael Derby: 118 kg; Israel; 1990-; 23 kg, nổ / phân mảnh; 50 km; Mach 4.
– de Havilland Firestreak: 136 kg; Vương quốc Anh; 1957-1988; 22,7 kg, nổ hình khuyên phân mảnh; 6,4 km; Mach 3.
– AIM-120D AMRAAM: 152 kg; Hoa Kỳ; 2008; 18 kg, nổ / phân mảnh; >160 km; Mach 4.
– AIM-120C AMRAAM: 152 kg; Hoa Kỳ 1996; 18 kg, nổ / phân mảnh; >105 km; Mach 4.
– AIM-120B AMRAAM: 152 kg; Hoa Kỳ; 1994-; 23 kg, nổ / phân mảnh; 55-75 km; Mach 4.
– Hawker Siddeley Red Top: 154 kg; Vương quốc Anh; 1964-1988; 31 kg, nổ hình khuyên phân mảnh; 12 km; Mach 3.2.
– Astra: 154 kg; Ấn Độ; 2010-; 15 kg, định hướng phân mảnh nổ cao; 110-160 km; Mach 4.5+.
– Vympel R-77: 175 kg; Nga; 1994-; 22 kg, nổ / phân mảnh; 80-160 km; Mach 4.5.
– PL-12: 180 kg; Trung Quốc; 2007-; 70-100 km; Mach 4.
– Sky Sword II (TC-2): 184 kg; Đài Loan; 1999; 22 kg, nổ / phân mảnh; 60 km; Mach 4.
– Sky Sword IIC (TC-2C): 184 kg; Đài Loan; 2017; 22 kg, nổ / phân mảnh; 100 km; Mach 6.
– MBDA Meteor: 190 kg; Vương quốc Anh, Châu Âu; 2016-; nổ / phân mảnh; 200 km; Mach 4+.
– AAM-4; 220 kg; Nhật Bản; 1999-; nổ định hướng; 100-120 km; Mach 4-5.
– AIM-7 Sparrow: 230 kg; Hoa Kỳ; 1959-1982; 40 kg ; nổ phân mảnh cao; 22-85 km; Mach 2.5-4.
– R-27: 253 kg; Liên Xô, Nga; 1983-; 39 kg; nổ / phân mảnh, hoặc thanh liên tục; 40-170 km; Mach 4.5.
– AIM-54 Phoenix: 450-470 kg; Hoa Kỳ; 1974-2004; 61 kg, nổ cao; 190 km; Mach 5.
– R-40: 475 kg; Liên Xô, Nga; 1970-; 38-100 kg, nổ phân mảnh 50-80 km; Mach 2.2-4.5.
– R-33: 490 kg; Liên Xô, Nga; 1981-; 47,5 kg, HE/phân mảnh; 120-220 km; Mach 4.5-6.
– R-37: 600 kg; Liên Xô, Nga; 1989-; 60 kg, định hướng phân mảnh nổ cao; 150-398 km; Mach 6.
– K-100: 748 kg; Nga /Ấn Độ; 2010-; 50 kg, định hướng phân mảnh nổ cao; 200-400 km; Mach 3.3…
